[論文レビュー] ESC observations of SN 2005cf: II. Optical Spectroscopy and the high velocity features

G. Garavini, S. Nobili+12 more|ArXiv.org|Feb 21, 2007

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 42被引用数 37

ひとこと要約

本論文は、Bバンド最大光度から-11.6日から+77.3日までの間、ESC-RTNネットワークのデータを用いて、Type Ia超新星SN 2005cfの包括的な光学分光測定を実施した。Si iiおよびCa ii線に高輝度速度特徴（HVFs）を同定し、Si iiは19,500 km s⁻¹で分離しており、Ca ii特徴は約24,000 km s⁻¹に位置している。v₁₀(Si ii) = 9939 km s⁻¹およびḋv = 35 km s⁻¹といったスペクトル形態および速度進化パラメータに基づき、SN 2005cfは低速度勾配（LVG）グループに属することが確認された。これは、ゆっくりとした速度勾配を示している。

ABSTRACT

The ESC-RTN optical spectroscopy data-set for SN 2005cf is presented and analyzed. The observations range from -11.6 and +77.3 days with respect to B-band maximum light. The evolution of the spectral energy distribution of SN 2005cf is characterized by the presence of high velocity SiII and CaII features. SYNOW synthetic spectra are used to investigate the ejecta geometry of silicon. Based on the synthetic spectra the SiII high velocity feature appears detached at 19500 km/s. We also securely establish the presence of such feature in SN 1990N, SN 1994D, SN 2002er and SN 2003du. On a morphological study both the CaII IR Triplet and H&K absorption lines of SN 2005cf show high velocity features centered around 24000 km/s. When compared with other Type Ia SNe based on the scheme presented in Benetti et al. 2005 SN 2005cf definitely belongs to the LVG group.

研究の動機と目的

• 高時間分解能分光測定を用いて、SN 2005cfの初期から後期までの光学スペクトルの時間的進化を分析すること。
• Type Ia超新星におけるSi iiおよびCa ii線の高輝度速度特徴（HVFs）の起源と形態を調査すること。
• Benettiら（2005）のスペクトル形態スキームを用いて、SN 2005cfをLVG（低速度勾配）グループに分類すること。
• 観測されたHVFsが、非球形の噴出物、密度の不均一性、または周囲星間物質との相互作用によって説明可能かどうかを検証すること。

提案手法

• 欧州およびオーストラリアの複数の望遠鏡を用いて、Bバンド最大光度から-11.6日から+77.3日までの間、SN 2005cfの光学分光測定を実施した。
• 標準的な IRAF パipelineおよびIFU PMASデータ用のR3Dを用いてスペクトルを減衰処理し、バイアス補正、フラットフィールド補正、波長およびフラックスキャリブレーション、減光補正を実施した。
• SYNOWの合成スペクトルを用いて、19,500 km s⁻¹に位置する分離したSi ii特徴の存在をモデル化・確認した。
• SN 2005cfのスペクトルパラメータ（Δm₁₅、v₁₀(Si ii)、ḋv）を他のType Ia超新星と比較し、LVGグループへの分類を実施した。
• Benetti ら（2005）の分類スキームを用いて、SN 2005cfがスペクトル形態に基づくパラメータ空間における位置を評価した。
• Schlegel ら（1998）に基づき、宿主銀河の赤化は無視できるほど小さく、銀河赤化補正（E(B-V) = 0.097）を適用した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SN 2005cfの初期スペクトルにおける高輝度速度Si iiおよびCa ii特徴の速度と形態は何か？
• RQ2 SN 2005cfにおけるSi iiおよびCa iiのHVFsの進化は、他のType Ia超新星とどのように異なるか？
• RQ3 SN 2005cfは、そのスペクトルパラメータに基づいて低速度勾配（LVG）超新星と分類されるか？
• RQ4 非球形爆発、密度の不均一性、または周囲星間物質シェルといった物理的メカニズムのうち、SN 2005cfで観測されたHVFsを説明できるのはどれか？
• RQ5 高輝度速度Si ii特徴は他のType Ia超新星にも一般的に見られるものか？また、それらは初期データにおいて確実に同定可能か？

主な発見

• SN 2005cfにおけるSi iiの高輝度速度特徴は、SYNOWの合成スペクトルモデリングにより19,500 km s⁻¹で分離していることが確認された。
• Ca ii赤外三重線およびH&K吸収線は、約24,000 km s⁻¹に位置する高輝度速度特徴を示している。
• SN 2005cfは、Benetti ら（2005）のスペクトル形態スキームに基づき、明確にLVG（低速度勾配）グループに属することが分類された。
• SN 2005cfのv₁₀(Si ii) = 9939 km s⁻¹およびḋv = 35 km s⁻¹は、LVGグループの下限に位置し、ゆっくりとした速度勾配を示している。
• 高輝度速度Si ii特徴は、SN 1990N、SN 1994D、SN 2002er、SN 2003duにおいても確実に同定されており、このような特徴がめったにないわけではないが、高時間分解能の初期分光測定が不可欠であることが示された。
• SN 2005cfにおける観測された噴出物構造は、組成・密度の増強または周囲星間物質シェルとの相互作用に起因する可能性があるが、正確なメカニズムはまだ解明されていない。